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煤矿开采技术的进步和完善是采矿学发展的主题。下面我给大家分享煤矿开采技术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。
浅议煤矿开采技术
[摘 要]我国煤炭资源储量丰富,据不完全统计,我国煤炭总储量在9000亿吨以上,含煤面积55万多平方千米,而且煤种齐全,我国一次性能量消费结构中,煤炭占75%以上。从煤中可以提取二百多种产品,因此煤炭工业发展的快慢,将直接关系到我国社会主义经济建设。煤矿开采技术的进步和完善是采矿学发展的主题。发展多层次、多样化的采煤工艺,具有重要的意义。
[关键词]煤矿 采煤工艺 控制技术 开采
中图分类号:X752 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)30-0130-01
1 简述矿井开采
矿井开拓通常以井筒的形式分为竖井开拓,斜井开拓,平硐开拓和综合开拓。采用合理的采矿方法是搞好矿井生产的关键。
竖井是一种从地面开掘以提供到达某一煤层或某几个煤层通道的垂直井。从一个煤层下掘到另一个煤层的竖井称盲井。在井下,开采出的煤倒入竖井旁侧位于煤层水平以下的煤仓中,再装入竖井箕斗从井下提升上来;斜井是用来开采非水平煤层或是从地面到达某一煤层或多煤层之间的一种倾斜巷道。斜井中装有用来运煤的带式输送机,人员和材料用轨道车辆运输;平硐是一种水平或接近水平的隧道,开掘于水平或倾斜煤层在地表露出处,常随着煤层开掘,它允许采用任何常规方法将煤从工作面连续运输到地面。
煤层在形成时,一般都是水平或者近水平的,在一定范围内是连续完整的。但是,伴随着地壳的运动,煤层的空间形态发生了变化,形成了单斜构造、褶皱构造和断裂构造等地质构造。采煤需要注意煤层的走向、倾向和倾角。
矿井开拓的主井和运输巷道等都需要长期支护,可以采用砌碹支护,架拱支护,架蓬支护,锚杆支护,锚喷支护,锚网喷支护,锚索支护,金属拱形支架支护,料石支护,钢筋混凝土支护或者几种支护形式并存形成联合支护。采掘工作面需要临时支护,通常采用的方式有打点柱、液压支柱支护、木支柱支护等。采煤一般都采用后退式采煤,边采边加强支护。
2 采煤方法
开发煤矿高效集约化生产技术手段,建设高产高效矿井。研究开发各种环境条件下的高效、可靠的采煤装备和工艺;简单、高效、可靠的生产系统和开采布局;生产过程监控与有效管理等相互适应的成套开采技术,以提高开采技术水平和机械化程度。
2.1 开发“埋深浅、硬顶板、硬煤层现代开采技术”
硬顶板控制技术。研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板处理技术,直接顶能随采随冒,提高顶煤回收利用率,基本顶能按照合理�距垮落,有利于顶煤破碎,保障工作面推进安全、顺利地进行。
硬厚顶煤控制技术,研究开发埋深浅、支撑压力小的硬厚顶煤的迅速处理技术,包含高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术,以提高顶煤回收利用率。顶煤冒放性差、块度大的综合开采成套设备技术,有利于顶煤破碎和顶板控制,同时有利于液压支架的放置,为布置输送机提供便利。
两硬条件下放顶煤开采快速推进技术,采用合理的综放开采回采工艺、优化工序、缩减放煤时间,提高工作面的推进度,实现高效高产。
宽煤巷锚杆支护技术,有利于综采配套设备的大功率和重型化,有助于连续采煤机的使用,从而有效提高工作面产能。
2.2 缓倾斜薄煤层的长壁开采
主要研究开发:体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机;研制适合刨煤机综采的液压支架;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采术。
2.3 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁采
应进一步加强完善支架结构及强度,加强防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提高可靠性,缩小其与中厚煤层(采高3m左右)产高效指标的差距。
2.4 各种综采高产高效综采设备保障体系
要实现高产高效,就要提高开机率,对“支架―围岩”系统、采掘运设备进行监控。进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统;乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断;采煤机在线与离线相结合的 “油-磨屑”监测和温度、电信号的监测;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。
3 深矿井开采技术
深矿井开采的关键技术是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;主要任务:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业场所工作环境的变化;深井巷道快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术与装备。
4 “三下”采煤技术
提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和关键技术;研究与应用各种充填技术和组合充填技术;研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备等关键技术。
5 优化巷道布置,降低矸石排放
改进、完善现有采煤方法和开采布置,以实现开采效益最大化为目标,研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系,从而实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最佳匹配。
6 采场围岩控制技术
6.1 进一步完善采场围岩控制理论
用科学合理、优化高效的岩层控制技术来确保开采的安全、高效、低成本为目标,要通过总结经验,深入研究各种煤层地质及开采条件来实现。
6.2 研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成本岩层控制技术
目前,主要应用的是高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术, 由于这些技术工艺复杂、成本高,所以需要进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这一问题。
6.3 放顶煤开采岩层和支架――围岩相互作用机理
研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架――顶煤――直接顶――基本顶相互作用关系;运用离散元等方法研究顶煤放落规律,提出放顶煤优化准则和提高顶煤回收率的路径。
6.4 支护质量与顶板动态监测技术
在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量与顶板动态监测方面,需要进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜的放顶煤工作面开展支护质量与顶板动态监测,同时应不断完善现有的监测技术,发展智能化监测系统,改进监测仪表,使监测仪表向直观、轻便、小型化方向发展。
6.5 冲击地压的预测和防治
通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理,进一步完善冲击性矿压显现监测系统,发展遥控测量和预报技术。
6.6 研究开发新型的支护设备
研究硬煤层、硬顶板放顶煤液压支架,完善液压支架性能和快速移架系统。
7 小煤矿技术改造和机械化开采技术
对小煤矿进行合并重组,淘汰落后生产技术和生产设备,提高平均单井规模和技术水平,开发小型煤矿机械化、半机械化开采技术和装备,改进小煤矿的采煤方法和开采工艺,提高采煤工作面的单产和工效。
总结,提高煤矿资源开采水平,充分利用资源,选择合理的采煤开拓方法,保障安全生产,提高企业效益。
参考文献
[1] 郭靖.煤矿开采技术[M].山西人民出版社.2010
[2] 戴绍诚.高产高效综合机械化采煤技术与装备[M].煤炭工业出版社 1998.
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前 言通风是关系到煤矿生产安全的重要环节。确保通风系统的稳定可靠,要做到随矿井生产变化即时进行通风系统改造与协调,严格控制串联通风,强化局部通风管理,杜绝局部通风机无计划断电,做到通风系统正规合理、可靠、稳定.矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分,是保证安全生产的重要环节。因此,必须周密考虑,精心设计,力求实现预期效果。第一章 矿井通风设计的内容与要求矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进经济的矿井通风系统。矿井通风设计分为新建或扩建矿井通风设计。对于新建矿井的通风设计,既要考虑当前的需要,又要考虑长远发展的可能。对于改建或扩建矿井的通风设计,必须对矿井原有的生产与通风情况做出详细的调查,分析通风存在的问题,考虑矿井生产的特点和发展规划,充分利用原有的井巷与通风设备,在原有基础上提出更完善、更切合实际的通风设计。无论新建、改建或扩建矿井的通风设计,都必须贯彻党的技术经济政策,遵照国家颁布的矿山安全规程、技术规程、设计规范和有关的规定。矿井通风设计一般分为两个时期,即基建时期与生产时期,分别进行设计计算。第一节 矿井基建时期的通风矿井基建时期的通风指建井过程中掘进井巷时的通风,即开凿井筒(或平硐)、井底车场、井下硐室、第一水平的运输巷道和通风巷道时的通风。此时期多用局部通风机对独头巷道进行局部通风。当两个井筒贯通后,主要通风机安装完毕,便可用主要通风机对已开凿的井巷实行全压通风,从而可缩短其余井巷与硐室掘进时局部通风的距离。第二节 矿井生产时期的通风矿井生产时期的通风是指矿井投产后,包括全矿开拓、采准和采煤工作面以及其他井巷的通风。这时期的通风设计,根据矿井生产年限的长短,又可分为两种情况:(1)矿井服务年限不长时(大约15至20年),只做一次通风设计。矿井达产后通风阻力最小时为矿井通风容易时期;矿井通风阻力最大时为困难时期。依据这两个时期的生产情况进行设计计算,并选出对此两个时期的通风皆为适宜的通风设备。(2)矿井服务年限较长时,考虑到通风机设备选型,矿井所需风量和风压的变化等因素,又需分为两个时期进行通风设计。第一水平为第一期,对该时期内通风容易和困难两种情况详细地进行设计计算。第二期的通风设计只做一般的原则规划,但对矿井通风系统,应根据矿井整个生产时期的技术经济因素,作出全面的考虑,以使确定的通风系统既可适应现实生产的要求,又能照顾长远的生产发展与变化情况。矿井通风设计所需要的基础资料如下:矿井地形地质图;矿岩游离二氧化硅(矽)、硫、放射性物质及瓦斯和有害气体的含量;煤岩自然发火倾向性;煤尘爆炸性;矿区气候条件,包括年最高、最低、平均气温、地温、地热增深率及常年主导风向等;矿岩容重、块度、松散系数、含泥量及粘结性;矿区有无老窑旧巷及其所在地点和存在情形;矿井年产量、服务年限、开拓系统、回采顺序、开采方法;产量分配和作业布置,同时作业的工作面数及备用工作面个数;同时开动的各种型号的凿岩机台数及其分布;同时爆破的最多炸药量;同时工作的最多人数等。第三节 矿井通风设计的内容(1)确定矿井通风系统(2)矿井通风计算和风量分配(3)矿井通风阻力计算(4)选择通风设备(5)概算矿井通风费用此外,根据不同地区或矿井的特殊条件,还需警醒矿井空气温度调节的计算(具体内容见第八章)第四节 矿井通风设计的要求(1)将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所,保证生产和创造良好的劳动条件;(2)通风系统简单,风流稳定,易于管理,具有抗灾能力;(3)发生事故时,风流易于控制,人员便于撤出;(4)有符合规定的井下环境及安全检测系统或检测措施;(5)通风系统的基建投资省,营运费用低,综合经济效益好。第二章 优选矿井通风系统第一节 矿井通风系统的要求(1)每一矿井必须有完整的独立通风系统。(2)进风井口应按全年风向频率,必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。(3)箕斗提升井或装有胶带运送机的井筒不应兼做进风井,如果兼做进风井使用,必须采取措施,满足安全的需要。(4)多风机通风系统,在满足风量按需分配的前提下,各主要通风机的工作风压应接近,当通风机之间的风压相差较大时,应减小共用风路的风压,使其不超过任何一个通风机风压的30%。(5)每一个生产水平和每一采区,都必须布置回风巷,实行分区通风。(6)井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流,回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。(7)井下充电室必须用单独的新鲜风流通风,回风风流应引入回风巷。第二节 确定矿井通风系统根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产需要等条件,提出多个技术上可行的方案,通过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统。矿井通风系统应具有较强的抗灾能力,当井下一旦发生灾害性事故后所选择的通风系统能将灾害控制在最小范围,并能迅速恢复正常生产。第三章 矿井风量计算第一节 矿井风量计算原则矿井需风量,按下列要求分别计算,并采取其中最大值。(1) 按井下同时工作最多人数计算,每人每分钟共计风量不得少于4m³;(2) 按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。第二节 矿井需风量的计算1.采煤工作面需风量的计算采煤工作面的风量应该按下列因素分别计算,取得最大值。1) 按瓦斯涌出量计算Qwi=100 Qgwi Kgwi式中 Qwi——第i个采煤工作面需要风量,m³/minQgwi——第i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量,m³/minKgwi——第i个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,它是该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值和平均值之比。生产矿井可根据各个工作面正常生产条件时,至少进行5昼夜的观测,得出5个比值,取其最大值。通常机采工作面取Kgwi=1.2~1.6;炮采工作面取Kgwi=1.4~2.0;水采工作面取Kgwi=2.0~3.0。2) 按工作面进风流温度计算采煤工作面应有良好的气候条件。其进风流温度可根据风流温度预测方法进行计算。其气温与风速应符合表7-4-1的要求。表7-4-1 采煤工作面空气温度与风速对应表采煤工作面进风流气温/℃ 采煤工作面风速/m•s-1<1515~1818~2020~2323~26 0.3~0.50.5~0.80.8~1.01.0~1.51.5~1.8采煤工作面的需要风量计算:Qwi=60 Vwi Swi Kwi式中 Vwi——第i个采煤工作面的风速,按其进风流温度从表7-4-1中选取,m/s;Swi——第i个采煤工作面有效通风断面,取最大和最小控顶时有效断面的平均值,m2Kwi——第i个工作面的长度系数,可按表7-4-2选取。表7-4-2 采煤工作面长度风量系数表采煤工作面长度/m 工作面长度风量系数Kwi<1550~8080~120120~150150~180>180 0.80.91.01.11.21.30~1.403) 按使用炸药量计算Qwi=25×Awi式中 25——每使用1kg炸药的供风量,m3/min;Awi——第i个工作面一次爆破使用的最大炸药量,kg;4) 按工作人员数量计算Qwi=4×nwi式中 4——每人每分钟应供给的最低风量,m3/min;nwi——第i个采煤工作面同时工作的最多人数,个。5) 按风速进行验算按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量:Qwi≥60×0.25×Swi按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量:Qwi≤60×0.25×Swi采煤工作面有串联通风时,按其中一个最大需风量计算。备用工作面也按上述要求,并满足瓦斯、二氧化碳、风流温度和风速等规定计算需风量,且不得低于其回采时需风量的50%。2.掘进工作面需风量的计算煤巷、半煤岩和岩巷掘进工作面的风量,应按下列因素分别计算,取其最大值。1) 按瓦斯涌出量计算Qhi=100×Qghi×Kghi式中 Qhi——第i个掘进工作面的需风量,m3/min;Qghi——第i个掘进工作面的绝对瓦斯涌出量,m3/min;Kghi——第i个掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数,一般可取1.5~2.0。2) 按炸药量计算Qhi=25×Ahi式中 25——使用1kg炸药的供风量,m3/min;Ahi——第i个掘进工作面一次爆破使用的最大炸药量,kg。3) 按局部通风机吸风量计算Qhi= ∑Qhfi×Khfi式中 ∑Qhfi——第i个掘进工作面同时运转的局部通风机额定风量的和。各种通风机的额定风量可按表7-4-3选取。Khfi——为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数,一般取1.2~1.3。进风巷道中无瓦斯涌出时取1.2,有瓦斯涌出时去1.3。表7-4-3 各种局部通风机的额定风量风机型号 额定风量/ m3•min-1JBT-51(5.5KW)JBT-52(11KW)JBT-61(14KW)JBT-62(28KW) 1502002503004)按工作人员数量计算Qhi=4×nhi式中nhi ——第i个掘进工作面同时工作的最多人数,人。5)按风速进行验算按最小风速验算,各个岩巷绝境工作面最小风量:Qhi≥ 60×0.15×Shi各个煤巷或半煤巷掘进工作面的最小风量:Qhi≥ 60×0.25×Sdi按最高风速验算,各个掘进工作面的最大风量:Qhi≤ 60×4×Shi式中Shi——第i个掘进工作面巷道的净断面积,m2。3.硐室需风量计算各个独立通风硐室的供风量,应根据不同类型的硐室分别进行计算:1) 机电硐室发热量大的机电硐室,按硐室中运行的机电设备发热量分别进行计算:Qri= 3600×∑N×θρ×Cp×60×Δt式中Qhi——第i个机电硐室的需风量,m3/min;∑N—机电硐室中运转的电动机(变压器)总功率,kw;θ—机电硐室的发热系数,可根据实际考察由机电硐室内机械设备运转时的实际热量转换为相当于电器设备容量做无用功的系数确定,也可按表7-4-4选取;ρ—空气密度,一般取1.2kg/ m3;Cp—空气的定压比热,一般可取1kJ/(kg•K);Δt—机电硐室进、回风流的温度差,℃。表7-4-4机电硐室发热系数(θ)表机电硐室名称 发热系数空气压缩机房 0.20~0.23水泵房 0.01~0.03变电所、绞车房 0.02~0.04采区变电所及变电硐室,可按经验值确定需风量:Qri=60~80 m3/min2) 爆破材料库Qri=4×V/60式中 V—库房容积,m3但大型爆破材料库不得小于100 m3/min,中小型爆破材料库不得小于60 m3/min。3) 充电硐室按其回风流中氢气浓度小于0.5%计算Qri=200×qrhi式中qrhi ——第i个充电硐室在充电时产生的氢气量,m3/min。4.其他用风巷道的需风量计算机各个其他巷道的需风量,应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算,采用其最大值。1) 按瓦斯涌出量计算Qoi=133×Qgoi×kgoi式中Qgoi——第i个其他用风巷道的瓦斯绝对涌出量,m3/min;koi ——第i个其他用风巷道瓦斯涌出不均匀的风量备用系数,一般可取kgoi=1.2~1.3.2) 按最低风速验算Qoi≥ 60×0.15×Soi式中Soi——第i个其他井巷净断面积,m2。5.矿井总风量计算矿井的总进风量,应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算:Qm=(∑Qwt+∑Qht+∑Qrt+∑Qot)×km式中∑Qwt—— 采煤工作面和备用工作面所需风量之和,m3/min;∑Qht—— 掘进工作面所需风量之和,m3/min;∑Qrt—— 硐室所需风量之和,m3/min;∑Qot—— 其他用风地点所需风量之和,m3/min。km—— 矿井通风(包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素)系数,可取1.15~1.25。第四章 矿井通风总阻力计算第一节 矿井通风总阻力计算原则(1)矿井通风总阻力,不应超过2940pa。(2)矿井井巷的局部阻力,新建矿井(包括扩建矿井独立通风的扩建区)宜按井巷摩擦阻力的10%计算,扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。第二节 矿井通风总阻力计算矿井通风总阻力是指风流由进风井口起,到回风井口止,沿一条通路(风流路线)各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和,简称矿井总阻力,用hm表示。对于有两台或多台主要通风机工作的矿井,矿井通风阻力应按每台主要通风机所服务的系统分别计算。在主要通风机的服务年限内,随着采煤工作面及采区接替的变化,通风系统的总阻力也将因之变化。为了使主要通风机在整个服务期限都能满足需要,而且主要通风机有较高的运转效率,需要按照开拓开采布局和采掘工作面接替安排,对主要通风机服务期内不同时期的系统总阻力的变化进行分析,当根据风量和巷道参数(断面、长度等)直接判定出最大总阻力路线时,可按该路线的阻力计算矿井总阻力,当不能直接判定时,应选几条可能最大的路线进行计算比较,然后确定该时期的矿井总阻力。在矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期。通风系统总阻力最大时称为通风困难时期。对于通风容易和困难时期,要分别画出通风系统图。按照采掘工作面及硐室的需要分配风量,再由各段风路的阻力计算矿井总压力。为便于计算和查验,可用表7-4-5的格式,沿着通风容易和困难时期的风流路线,依次计算各段摩擦阻力hft,然后分别计算得出容易和困难时期的总摩擦阻力hfe和hfd,再乘以1.1(扩建矿井乘以1.15)后,得两个时期的矿井总压力hme和hmd。通风容易时期总阻力 hme=(1.1~1.15)hfe通风困难时期总阻力 hmd=(1.1~1.15)hfd上面两式中hf按下式计算:hf= hfi式中 hfi= Qi2第五章 矿井通风设备的选择第一节 矿井通风设备是指主要通风机和电动机。(1) 矿井必须装设两套同等能力的主通风设备,其中一套做备用。(2) 选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化,并使通风设备长期高效率运行。当工况变化较大时,根据矿井分期时间及节能情况,应分期选择电动机。(3) 通风机能力应留有一定的余量,轴流式通风机在最大设计负压和风量时,轮叶运转角度应比允许范围小5°;离心式通风机的选型设计转速不宜大于允许最高转速的90%。(4) 进、出风井井口的高差在150m以上,或进、出风井井口标高相同,但井深400m以上时,宜计算矿井的自然风压。第二节 主要通风机的选择(1)计算通风机风量Qf由于外部漏风(即井口防爆门及主要通风机附近的反风门等处的漏风),风机风量Qf大于矿井风量QmQf=k Qm式中 Qf—— 主要通风机的工作风量,m3/s;Qm——矿井需风量,m3/s;K——漏风损失系数,风井不做提升用时取1.1,箕斗井做回风用时取1.15;回风并兼做升降人员时取1.2。(2)计算通风机风压通风机全压Htd和矿井自然风压HN共同作用克服矿井通风系统的总阻力hm、通风机附属装置(风硐和扩散器)的阻力hd及扩散器出口动能损失Hvd。当自然风压与通风机风压作用相同时取“-”;自然风压与通风机负压作用反向时取“+”。根据提供的通风机性能曲线,由下式求出通风机风压:Htd=hm+hd+Hvd±HN通产离心式通风机提供的大多是全压曲线,而轴流式通风机提供的大多是静压曲线。因此,对抽出式通风矿井:离心式通风机:容易时期 Htd min=hm+hd+Hvd±HN困难时期 Htd max=hm+hd+Hvd±HN表7-4-5 矿井通风阻力计算表时期 节点序号 巷道名称 支护形式 a/Ns2m-4 L/M U/M S/m2 S3/s6 R/Ns2m-8 Q/m3s-1 Q2/m6s-2 hfi/pa V/ms-1容易时期hfi=∑hfi= pa困难时期hfi=∑hfi= pa轴流式通风机:容易时期 Htd min=hm+hd-HN困难时期 Htd max=hm+hd+HN通风容易时期为使自然风压与通风机风压作用相同时,通风机有较高的效率,故从通风系统阻力中减去自然风压HN;通风困难时期,为使自然风压与通风机风压作用反向时,通风机能力满足,故通风系统阻力中加上自然风压HN。(3)初选通风机根据计算的矿井通风容易时期通风机的Qf、Hsd min(或Htd max)和矿井通风困难时期通风机的Qf、Hsd max(或Htd max)在通风机特性曲线上,选出满足矿井通风要求的通风机。(4)求通风机的实际工况点因为根据Qf、Hsd max(或Htd max)和Qf、Hsd min(或Htd max)确定的工况点,即设计工况点不一点恰好在所选择通风机的特性曲线上,必须根据通风机的工作阻力,确定其实际工况点。1) 计算通风机的工作风阻用静压特性曲线时:Ssd min=Ssd max=用全压特性曲线时:RTd min=STd max=2)确定通风机的实际工况点在通风机特性曲线图中做通风机工作风阻曲线,与风压曲线的交点即为实际工况点。(5) 确定通风机的型号和转速根据各台通风机的工况参数(Qf、Hsd、η、N)对初选的通风机进行技术、经济和安全性比较,最后确定满足矿井通风要求,技术先进、效率高和运转费用低的通风机的型号和转速。(6)电动机选择1)通风机输入功率按通风容易及困难时期,分别计算通风机所需输入功率Nmin、Nmax。Nmin= Qf Hsd min/1000ηs Nmax= Qf Hsd max/1000ηs或Nmin= Qf Htd min/1000ηt Nmax= Qf Htd max/1000ηt式中ηt、ηs分别为通风机全压效率和静压效率;2)电动机的台数和种类当Nmin≥0.6Nmax时,可选一台电动机,电动机功率为Ne=Nmax•ke/(ηeηtr)当Nmin<0.6Nmax时,可选两台电动机,其功率分别为初期 Nemin= •ke/(ηeηtr)后期按Ne=Nmax•ke/(ηeηtr)计算。式中 ke——电动机容量备用系数,ke=1.1~1.2ηe——电动机效率,ηe=0.9~0.94(大型电动机取较高值)ηtr——传动效率,电动机与通风机直联时ηtr=1,皮带传动时ηtr=0.95。电动机功率在400~500kw以上时,宜选用同步电动机。其优点是在低负荷运转时,可用来改善电网功率因数,使矿井经济用电;缺点是这种电动机的购置和安装费较高。第六章 概算矿井通风费用吨煤通风成本是通风设计和管理的重要经济指标。统计分析成本的构成,则是探求降低成本提高经济效益不可少的基础资料。吨煤通风成本主要包括下列费用:1. 电费(W1)吨煤的通风电费为主要通风机年耗电费及井下辅助通风机、局部通风机电费之和除以年产量,可用如下公式计算:W1=(E+EA)×D/T式中 E——主要通风机年耗电量,设计中用下式计算:通风容易时期和困难时期共选一台电动机时,E=8760(Nemin+ Nemax)/(keηvηw)选两台电动机时E=4380(Nemin+ Nemax)/(keηvηw)式中 D——电价,元/kw•hT——矿井年产量,t;EA——局部通风机和辅助通风机的年耗电量;ηv——变压器效率,可取0.95ηw——电缆输电效率,取决于电缆长度和每米电缆损耗,在0.9~0.95范围内选取。2. 设备折旧费通风设备的折旧费与设备数量、成本及服务年限有关可用表7-4-6计算。吨煤的通风设备折旧费W2为W2=(G1+G2)/T表7-4-6通风成本计算表序号设备名称计算单位数量 总成本总计 服务年限 基本投资折旧费 大修理折旧费备注单位成本 设备费 运输及安装费3. 材料消耗费用包括各种通风构筑物的材料费,通风机和电动机润滑油料费,防尘等设施费用。每吨煤的通风材料消耗费W3为:W3=C/T式中 C——材料消耗总费用,元/a。4. 通风工作人员工资费用矿井通风工作人员,每年工资总额为A(元),则一吨煤的工资费用W4为W4= A/T5. 专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费折算至吨煤的费用为W5。6.每吨煤的通风仪表的购置费和维修费用W6矿井每采一吨煤的通风总费用W为W= W1 +W2+ W3+ W4+ W5+ W6矿井结束语三年的学习已近尾声,我通过三年来的系统学习,使我掌握了坚实的基础理论和系统的专门知识,也使我的业务水平有了很大的提高,而着一切,都是归功于辽源职业技术学院的各位老师的深切教诲与热情鼓励.在即将毕业之际,我要感谢三年来的所有教育我,关心我的老师们,是他们在我学习期间给了我最有力的帮助和鼓励,使我能顺利的完成学业,对此,我表示衷心地感谢!本课题是我在我的导师刘温暖教授的悉心指导下完成的.半年多来,刘教授多次询问课题进程,帮助我开拓研究思路.刘教授以其严谨求实的治学态度,高度的敬业精神,孜孜以求的工作作风和大胆创新的进去精神给我树立了榜样.在此向刘教授致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献(1)矿井通风与安全 作者: 何廷山 2009(2)煤矿开采技术专业及专业群教材 作者 喻晓峰 刘其志
前我国安全生产工作紧紧围绕经济建设这个中心而开展,通过各级部门、企事业单位的共同努力,安全生产朝鲜出良好的局面,有效地减少了各类事故发生,建立了良好的安全生产环境和秩序,可以说安全生产是建立发展社会主义市场经济一个不可忽视的重要条件。因此,抓好安全生产工作意义重大,在开展该项工作时不仅需要始终不懈地坚持安全第一的方针,而且在安全生产的实践中还必须处理好其内在的各种关系。 一、安全与生产的关系 在安全与生产的关系上,有些人将它们对立起来,视为一对矛盾,这种认识是错误的和片面的。安全与生产之所以不是一对矛盾,就是因为它们根本不是对立着的双方,安全生产相相互依存关系,安全是伴随着生产而言的,没有生产就没有安全。生产过程中必须保证安全,不安全就不能生产。人们常说:“安全促进生产,生产必须安全”就是这个道理。 在认识安全与生产的关系上,我们必须坚持唯物辩证法,用对立统一的观点来观察、分析事物和现象,既要承认安全与生产存在着本质的必然联系,又要承认安全与生产之间存在着区别,正确理解与掌握安全生产的辩证关系,反对形而上学,只见局部、不见整体观点,杜绝把安全与生产完全割裂开来的片面孤立的思想,特别是在当前市场经济的新形势下,必须克服安全工作“说起来重要,做起来次要,忙起来不要”的错误思想,树立“一切为安全工作让路,一切为安全工作服务”的观念,坚持安全为天,安全至上,把安全第一的方针落到实处,落实到井上井下的全方位、全过程。 二、安全与效益的关系 就煤矿整体工作而言,经济效益是中心,这是企业全部工作的目的和归宿,但在具体生产过程中,必须坚持安全第一,不安全不能生产。煤矿对安全生产有特殊要求,煤矿的效益对安全生产有特殊要求。煤矿的效益主要来自于煤炭生产,如果没有安全保证,生产煤炭就是一句空话。事实上,一个煤炭企业安全生产的情况如何,必须会影响企业的效益。企业发生事故总要或多或少造成经济损失和伤亡,还要花费一定的人力、物力、财力和时间去处理。这本身就是直接的经济损失。 此外,由于工亡事故的影响,职工人心不稳,出勤难以保证,生产难以进行,这也是无法估量的损失。由此可见,安全生产对煤矿至关重要。但是也应看到,安全毕竟不完全等于经济效益,安全上去了并不等于经济效益就能提高。由于有的国有煤矿多年来在计划经济模式下运行,企业效益低下,亏损严惩,因此必须深化企业改革,转换经营机制,降低生产成本,保证煤炭质量,提高经济效益。事实证明,效益与安全是煤矿企业的两项根本性任务,企业领导必须坚持两手抓,要以安全保效益,以效益促安全,不能顾此失彼,也不能厚此薄彼。 三、偶然与必然的关系 在安全生产中中,常有人以偶然两字来分析和解释各种事故。比如,若发生死亡事故,便以事出偶然来开脱,这种偶然显然不符合事物的发展规律,对搞好安全生产是十分有害的。认真分析煤矿发生的各类事故,我们都可以得出一个共同结论。任何一起看似偶然的事故,其背后都可以找到隐藏着的必须规律。每一起事故的发生,尽管有各种偶然因素,但终究是“三违+隐患=事故”的结果。无论分析追查哪起死亡事故,都能找到发生事故的必须根源。看似偶然的事故,其实都是必然。安全工作不同于其它工作,它来不得半点的马虎和精心大意。要搞好安全生产,必须从基础工作入手,狠抓管理,从严要求,从严把关,从严考核,从严奖惩。只要坚持严字当头,认真强化安全管理,能逐步掌握安全生产的主动权,杜绝事故的偶然而走向成功的必然。 四、突击与持久的关系 安全生产涉及到井上井下,方方面面,有些工作需要集中时间、集中力量突击完成,在一段时间内形成高潮。同时,还要注意日常巩固,避免一阵风,走过场行为。这就需要持之以恒,做扎实细致的工作。在安全生产实践中,注重把二者有机地结合起来,通过集中抓打开工作新局面,通过经常抓使工作深入持久,不断巩固发展。如每年5 月开展的全国安全生产周活动,一年一个主题,一年一个重点,通过短短的一周时间集中优势兵力,打好突击战。在此基础上抓巩固,求提高,达到以周促月,以月促年的目的。这里的关键问题是要处理好突击与持久的关系。在这方面,我们有经验,也有教训。 为什么事故安全教育坚持不好,收效甚微,其中一个不可忽视的原因就是只重视社会突击战,忽视持久战。很多煤矿往往是文件一至,上下号召,声势浩大,完成了事。事故安全教育是一项基础工作,仅靠“突击”一下是不可能解决问题的,它需树立“持久战”的思想,从制度、纪律、时间、形式、教育等方面逐步建立一套考核机制,惟有如此,才能搞好这项工作。在安全生产,我们要处理好突击与持久的关系,用突击来巩固持久,以持久来检查突击,把突击与持久恰当地运用到安全生产活动。 五、硬件与软件的关系 安全生产中的硬件与软件是指装备与管理两个方面。搞好安全生产没有先进的装备不行,这是安全生产中的硬件。随着井下采拙机械化水平的不断提高,硬件建设已经取得了长足进步,特别是综采综掘机械化已经在安全生产中显示出它的优越性,起到了不可低估的作用。硬件水平的提高,为了搞好安全生产打下了坚实的基础。在抓好硬件的同时,我们也要注重狠抓软件建设,深安全管理,狠抓职工培训,促进职工队伍安全素质的提高,把硬件与软件有机地结合起来,使之成为鸟之两翼,车之两轮,相辅相成,互相促进。 但也必须看到,同样的装备,同样的条件上,同在一个矿生产,有些班队平安无事,有些班队则发生事故。其原因就是没有处理好硬件与软件的关系。实践证明,硬件仅仅是搞好安全生产的基础,在抓好硬件的同时,不能放松软件建设。必须坚持“装备、培训、管理”并重的原则。 六、爱护与袒护的关系 爱护与袒护虽然只有一字之差,但有原则上的区别。然而,在安全生产中由于有些领导对爱护的认识有偏差,往往错把袒护当爱护,这样,必须给安全生产带来负面效应。在安全产中,各级领导担负着重要的使命和职责,领导干部爱护下属既是领导工作的需要,也是安全生产的需要。如何才是爱护下属呢?各级领导要把对下属的爱护全部体现到安全管理中。寓爱于严,严要求、严检查、严监督、严管理、严追查、严处理才是真爱护。对于下属发生的违章行为和责任事故不姑息、不迁就,该教育就教育,该追查就追查,该处罚就处罚,该撤职就撤职。这样才是真正的关心下属,爱护下属。而在安全生产中,确有少数领导干部错把袒护当爱护,他们把严格要求同爱护下属对立起来,一味地讨好、迁就下属,结果帮了倒忙。对下属的违章指挥和违章作业如果袒护,表面看来是关心爱护,实际上是害了下属,往往导致事故的发生。 七、情治与严治的关系 情和严只是两个字,说起来简单,做起来可就难了。在安全生产中,许多单位恰恰在情和严的问题上处理不好,使自己陷入被动的处境。究其原因,问题就出在他们处理情和严的关系上。情和严,也可视作一个对立的统一体,情应该出于严治之中,严应该立姜堰情治之上:两者是不应分离的。而在安全工作中,有些人往往处理不好两者关系,以致顾此失彼,易走极端。有的一味强调情治,使管理失去严肃性和权威性,甚至放任自流,弄得松松垮垮,无章可循,不可收拾。有的一味强调严治,使管理变成一堆冷冰冰的条文,管理者和被管理者之间没有思想和感情的沟通,管理自然达不到目的。在如何处理情治与严治的问题上,要做到适而有度,恰到好处,情中有严,严中有情,只有这样,才能搞好安全管理,促进安全生产。 八、大事与小事的关系 俗话说,小洞不补,大洞吃苦。安全工作中的大事与小事的关系,是量变与质变的具体体现,搞好安全工作重点要抓好预防工作,而要搞好预防工作就要化解量变,防止质变。各类事故,往往源于一些“微不足道”的小事,这就促使我们运探究大与小的关系。以小为大,就会时刻绷紧安全生产这根弦;要知道,不排除小隐患就可能变成大隐患;不解放小问题就可能变成大问题;不处理小事故就可能变成大事故。而以大为小,往往由小变大,积小成巨,最后导致事故的发生。事故的教训告诉我们,安全生产无小事。谁忽视小事、放松小事,谁就受处惩罚、吃苦头。一定要妥善处理大事与小事的关系,把事故预防和消灭在萌芽状态,不然,放小变大,最易诱发大事故的发生,是很难搞好安全生产的。 九、独唱与合唱的关系 如果把安全生产作一首歌,那么就有独唱与合唱之分了,要唱好安全生产这首歌,既需要独唱,也需要合唱。只有把独唱与合唱融为一体,才能达到最佳效果。然而在安全生产中,有些人认为搞好安全生产是安监部门的事,与其他部门无关,这种认识是极其错误的。安监部门作为安全生产的管理部门,在安全生产中担负着重要责任,它在安全生产中起着领唱作用。在它的带动下,经过各个部门的通力合作和全体职工的共同努力,才能共同唱好安全生产这首歌。安全工作涉及到采、掘、机、运、通、党、政、工、团、妇方方面面,是一项综合性管理工作。要搞好它,离开任何一个部门,任何一个专业都是不行的。搞好安全生产,不只是安监部门的事,而是全体部门的事,不只是安监员的职责,而是全体职工的职责。我们要处理好独唱与合唱的关系,调动广大职工的积极性,让他们积极投入到安全生产活动中去,齐心协力唱好安全生产这首歌。 总之,煤矿安全生产管理工作是一项动态的管理工作,一一项需要长期坚持的工作,我们必须牢牢将“安全第一,预防为主”的方针贯穿在实践中,坚持管生产必须管安全的原则,将安全工作放在首位,坚持先安全后生产,坚持“安全第、生产第二”的操作原则,抓安全促生产使企业获得最大的政治、经济效益,并坚持管理、装备、培训并重的原则来保障安全生产,我们的煤矿企业才能达到少出事故和不出重特大事故的目标。
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